理解RiscV objdump

Question

我正在检查使用以下命令编译的C文件的objdump：

riscv64-unknown-elf-gcc -O0 -o maxmul.o maxmul.c
riscv64-unknown-elf-objdump -d maxmul.o > maxmul.dump

奇怪的是（或者也许不是），这些地址似乎没有对齐在32位单词上，而实际上是在16位边界上。

请问有人能解释一下原因吗？

谢谢。

objdump节选：

00000000000101da <main>:
   101da:   7155                    addi    sp,sp,-208
   101dc:   e586                    sd  ra,200(sp)
   101de:   e1a2                    sd  s0,192(sp)
   101e0:   0980                    addi    s0,sp,208
   ...

C语言代码：

int main()
{

  int first[3][3], second[3][3], multiply[3][3];
  int golden[3][3];
  int sum;

  first[0][0] = 1;  first[0][1] = 2;  first[0][2] = 3;
  first[1][0] = 4;  first[1][1] = 5;  first[1][2] = 6;
  first[2][0] = 7;  first[2][1] = 8;  first[2][2] = 9;

  second[0][0] = 9;  second[0][1] = 8;  second[0][2] = -7;
  second[1][0] = -6; second[1][1] = 5;  second[1][2] = 4;
  second[2][0] = 3;  second[2][1] = 2;  second[2][2] = -1;

  golden[0][0] = 6;  golden[0][1] = 24;  golden[0][2] = -2;
  golden[1][0] = 24; golden[1][1] = 69;  golden[1][2] = -14;
  golden[2][0] = 42; golden[2][1] = 1140;  golden[2][2] = -26;

  int i, ii, iii;
  for (i = 0; i < 3; i++) {
      for (ii = 0; ii < 3; ii++) {
          for (iii = 0; iii < 3; iii++) {
              //printf("first[%d][%d] * second[%d][%d] \n",  i, iii, iii, ii);
              //printf("%d * %d (%d,%d)\n", first[i][ii], second[ii][i], i, ii);
              sum +=  first[i][iii] * second[iii][ii];
          }
          //printf("sum = %d\n", sum);
          multiply[i][ii] = sum;
          sum = 0;
      }
  }

 int c, d;
 int err;
 for ( c = 0; c < 3; c++) {
      for ( d = 0; d < 3; d++) {
    //printf("%d\t", multiply[c][d]);
          if (multiply[c][d] != golden[c][d]) {
              fail(golden[c][d], multiply[c][d]);
              err++;
          }
      }

      //printf("\n");
    }
    if (err == 0) {
          pass();
      }
   return 0;
}

- ANum

Answer 1

我怀疑你的gcc默认使用压缩指令格式进行编译，其中指令可以是16位和32位混合的 - 在这种情况下，就像您在反汇编代码中看到的那样，16位指令是16位对齐的。

Objdump提供地址、编码和助记符；在您的情况下，编码始终为16位，这意味着编译器在可能的情况下选择了16位指令。

通过启用详细模式（-verbose），您可以看到，默认情况下，-march=rv64imafdc和-mabi=lp64d。默认目标ISA是压缩的，目标ABI需要Double floats扩展。

通过设置-march=rv64imafd并保持ABI不变，gcc成功地使用仅为32位的指令进行编译，因为已不再启用压缩ISA。指令的地址始终是32位对齐的。

- Pierre G.

---

我使用建议选项时遇到了错误。有任何想法是为什么吗？cc1: error: requested ABI requires -march to subsume the 'D' extension. - ANum

你是正确的！gcc正在使用压缩指令格式。感谢你的提示。 - ANum

Answer 2

在编译（或汇编）为RV64GC或RV32GC（或启用“C”标准扩展压缩指令的其他目标）时，编译器（或汇编器）会自动用压缩指令替换部分指令。

非压缩指令使用32位编码，而压缩指令使用16位编码。

当发出压缩指令时，它会改变下一条指令的对齐方式。要么从32位变成16位，要么从16位变成32位。这意味着不仅16位宽的指令可以对齐到16位地址，还有32位宽的指令也是如此。也就是说，两种类型的指令（压缩和普通）都紧密地挨在一起。

默认情况下，objdump -d没有明确指出一条指令是否压缩，因为它使用与非压缩变体相同的助记符。尽管显示的原始指令中的字节数可以揭示其区别（4个字节对比2个字节）。

然而，您可以告诉objdump使用单独的助记符来表示压缩指令，以便更容易识别它们（这些助记符以c.开头），例如：

$ riscv64-unknown-elf-objdump -d -M no-aliases rotate

   [..]
   101e4:       00d66533                or      a0,a2,a3
   101e8:       8082                    c.jr    ra

00000000000101ea <rotr>:
   101ea:       00b55633                srl     a2,a0,a1
   [..]

请注意，使用开关-M no-aliases后，伪指令不再显示，而是显示相应的指令。

- maxschlepzig